心电图机原理及应介绍ppt课件

1、江苏省人民医院临床医学工程处江苏省人民医院临床医学工程处许迎新许迎新newelcomesina2019-9心电图机心电图机历史历史 1903年，荷兰年，荷兰生理学教授威生理学教授威廉廉爱因霍文运爱因霍文运用弦线电流计用弦线电流计，将体表心电，将体表心电图记录到感光图记录到感光片上。片上。 1924年，获诺年，获诺贝尔生理学及贝尔生理学及医学奖。医学奖。William Einthoven 历史历史 1934年，美国的年，美国的心脏科专家威尔心脏科专家威尔逊逊Frand N Wilson定义了定义了后来被称为后来被称为“Wilson中心电中心电端的概念，提端的概念，提出了出了VR、VL和和VF导联

2、。导联。Frank N Wilson (1890-1952) 心电图根底知识心电图根底知识 心电图是记录人心电图是记录人体心脏电活动的体心脏电活动的一种检查方法。一种检查方法。 是从体表记录心是从体表记录心脏每一心动周期脏每一心动周期所产生电活动变所产生电活动变化的曲线图形。化的曲线图形。心电图心电图ECG简介简介 与心脏生理功能存在着亲密的联络；与心脏生理功能存在着亲密的联络； 在临床运用曾经在临床运用曾经100100多年；多年； 在临床心脏疾病初筛检查中依然运用；在临床心脏疾病初筛检查中依然运用； 是冠心病诊断中最早、最常用和最根本的诊是冠心病诊断中最早、最常用和最根本的诊断方法。断方法。

3、 是一种简一方便、最直观和反复性好，无创是一种简一方便、最直观和反复性好，无创、无损害且费用低廉的诊断方法。、无损害且费用低廉的诊断方法。ECG产生的机理产生的机理 在正常人体内，窦房结在正常人体内，窦房结发出的兴奋首先传到右发出的兴奋首先传到右心房，使右心房开场收心房，使右心房开场收缩，同时兴奋经过房间缩，同时兴奋经过房间束传到左心房，引起左束传到左心房，引起左心房的收缩。兴奋随后心房的收缩。兴奋随后沿着结间束传到房室结沿着结间束传到房室结。再由房室结经过房室。再由房室结经过房室束及其左右分支浦肯野束及其左右分支浦肯野纤维传到心室，引起心纤维传到心室，引起心室的激动。室的激动。ECG的特点的

4、特点 在每一个心动周期中，心脏各部分兴奋过程在每一个心动周期中，心脏各部分兴奋过程中出现的电信号变化的方向、途径、次序和中出现的电信号变化的方向、途径、次序和时间都具有一定的规律。时间都具有一定的规律。 这种电信号变化经过心脏周围的导电组织和这种电信号变化经过心脏周围的导电组织和体液传导到身体外表，使身体各部位在每一体液传导到身体外表，使身体各部位在每一个心动周期中也都发生有规律的电变化。个心动周期中也都发生有规律的电变化。12导联心电图波形导联心电图波形 心电图是由一系列的波组所构成，每个波心电图是由一系列的波组所构成，每个波组代表着每一个心动周期。组代表着每一个心动周期。心电图的典型波形心

5、电图的典型波形 P波 QRS波群 T波 U波 P-R间期 S-T段 Q-T间期心电图的典型波形心电图的典型波形P P波反映两心房去极化波反映两心房去极化过程的电位变化过程的电位变化QRSQRS波群反映两心室去波群反映两心室去极化过程的电位变化极化过程的电位变化T T波反映两心波反映两心室复极化过程室复极化过程的电位变化的电位变化P-RP-R间期指间期指始自心房开始自心房开场除极至心场除极至心室开场除极室开场除极的时间的时间STST段代表心室缓段代表心室缓慢复极化过程慢复极化过程 Q-TQ-T间期代表心室开场去极间期代表心室开场去极化到全部复极化终了所需时化到全部复极化终了所需时间间ECG各波形

6、时间和幅度典型值范围各波形时间和幅度典型值范围心电图临床的运用心电图临床的运用 分析和鉴别心律失常。分析和鉴别心律失常。 察看心肌堵塞部位及其开展过程。察看心肌堵塞部位及其开展过程。 判别心脏药物治疗或其他疾病的要去治疗判别心脏药物治疗或其他疾病的要去治疗对心脏功能的影响。对心脏功能的影响。 指示心脏房室肥大情况。指示心脏房室肥大情况。 在心脏手术及导管检查时，进展心电图直在心脏手术及导管检查时，进展心电图直接描记，指点手术的进展并提示进展必要接描记，指点手术的进展并提示进展必要的药物处置。的药物处置。心电信号的物理特性心电信号的物理特性 在体表记录到的电位强度在体表记录到的电位强度V V与以

7、下与以下要素有关：要素有关： 与心肌细胞的数量与心肌细胞的数量E E成正比；成正比； 与探查电极的位置和心肌细胞的间隔与探查电极的位置和心肌细胞的间隔R R的平方成反比；的平方成反比； 与探查电极的方位和心脏去极的方向所与探查电极的方位和心脏去极的方向所构成的角度构成的角度有关，角度越大电位有关，角度越大电位越小。越小。 V=EV=ECOSCOSR2R2心电信号的物理特性心电信号的物理特性ECG信号属于内源信号信号属于内源信号internal source signal通常，心电信号用体表电极进展丈量，通常，心电信号用体表电极进展丈量，幅度范围：幅度范围：10V 5mV频率范围：频率范围：0.

8、05 100HzECG的作用的作用心电图反映心脏兴奋的产生、传导和恢心电图反映心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的生物电变化。复过程中的生物电变化。对对ECG的察看目的主要表达在三个方面的察看目的主要表达在三个方面: 时间时间s、振幅、振幅mV和形状。和形状。 心电图所记录的只是心脏的生物电位变心电图所记录的只是心脏的生物电位变化。化。心电图的导联心电图的导联 定义：心电图的专业术语中，将记录定义：心电图的专业术语中，将记录心电图时电极在人体体表的放置位置心电图时电极在人体体表的放置位置及电极与放大器的衔接方式称为心电及电极与放大器的衔接方式称为心电图的导联。图的导联。国际规范十二导联体系国际规

9、范十二导联体系 目前国际上广泛采用：目前国际上广泛采用： 六个肢体导联：六个肢体导联： I、II、III1903年，年，Einthoven发明发明 aVR、aVL、aVF1942年，年，Goldberger提出提出 六个胸导联：六个胸导联： V1V61942年，年，Wilson提出提出电极和导联线电极和导联线 国际规范十二导联体系：国际规范十二导联体系：10个电极；个电极； 4个肢体导联个肢体导联LA、RA、LL、RL 6个胸部电极个胸部电极V1V6 导联线导联线多股带屏蔽层的电缆。多股带屏蔽层的电缆。 颜色颜色电极部位电极部位左臂左臂右臂右臂左腿左腿右腿右腿胸胸符符 号号 LA或或L RA或

10、或R LL或或FRL或或N CH或或V颜颜 色色黄黄红红蓝蓝黑黑白白记录记录ECG存在的问题？存在的问题？ 目的：为了一致和便于比较所获得的目的：为了一致和便于比较所获得的心电图波形。心电图波形。 记录记录ECG必需处理的两个问题：必需处理的两个问题： 电极的放置位置；电极的放置位置； 电极与放大器的衔接方式。电极与放大器的衔接方式。放大器与导联的接法放大器与导联的接法ECG的导联的导联肢体导联肢体导联肢体导联肢体导联limb leadslimb leads反映心脏额面情反映心脏额面情况况双极肢体导联：双极肢体导联：， ， 加压单极肢体导联：加压单极肢体导联：aVRaVR，aVLaVL，aVF

11、aVF采用四个平板式电极：采用四个平板式电极：LALA、RARA、LLLL、RLRLEinthoven三角形实际三角形实际 人体的左肩、右肩及臀部三点与心脏间隔相等人体的左肩、右肩及臀部三点与心脏间隔相等，构成等边三角形的三个顶点，心脏产生的电，构成等边三角形的三个顶点，心脏产生的电流均匀地传播于体腔，四肢仅作为传导体，肢流均匀地传播于体腔，四肢仅作为传导体，肢体上任何一点的电位等于该肢体与体腔衔接处体上任何一点的电位等于该肢体与体腔衔接处的电位。的电位。 等边三角形的中心为心脏，并与三角形在同一等边三角形的中心为心脏，并与三角形在同一平面上。平面上。 体腔是一个均匀导电的、相对心脏来说是很大

12、体腔是一个均匀导电的、相对心脏来说是很大的球描画积导体。的球描画积导体。Einthoven三角形三角形RALALL肢体导联衔接方式肢体导联衔接方式双极肢体导联衔接方式双极肢体导联衔接方式 导联导联 I：LA+，RA- 导联导联 II：LL+，RA- 导联导联III：LL+，LA- I、II、III导联导联 VIVL-VR，VIIVF-VR，VIIIVF-VL 每一瞬间都有每一瞬间都有 VIIVI+VIII 矢量和矢量和 规范导联丈量两肢体间的电位差，不能规范导联丈量两肢体间的电位差，不能记录到单个电极处的电位变化。记录到单个电极处的电位变化。Wilson单极实际单极实际 1940年，年，Wil

13、son首先提出了单极肢体导首先提出了单极肢体导联的衔接方式。联的衔接方式。 记录单极肢体导联方式的心电图时，将一记录单极肢体导联方式的心电图时，将一个电极安放在个电极安放在LA、RA或或LL，称为探查电，称为探查电极；另一个电极放置在零电位点，称为参极；另一个电极放置在零电位点，称为参考电极。考电极。 单极导联可以更准确地反映探查电极下部单极导联可以更准确地反映探查电极下部分心肌的电位变化情况。但是分心肌的电位变化情况。但是ECG信号幅信号幅度较小，不便于丈量分析，不常用。度较小，不便于丈量分析，不常用。加压单极肢体导联加压单极肢体导联 1942年，年，Goldberger对对Wilson的单

14、极肢体导的单极肢体导联进展了一定的改良：联进展了一定的改良： 将被测肢体与中心电端之间所接平衡电阻断将被测肢体与中心电端之间所接平衡电阻断开，中心电端只与其他两个肢体相连；这种开，中心电端只与其他两个肢体相连；这种接法称为加压单极肢体导联。接法称为加压单极肢体导联。 由于断开后该肢体电极与中心端间的分流作由于断开后该肢体电极与中心端间的分流作用不再存在，故该导联的电位就会加大。用不再存在，故该导联的电位就会加大。 加压单极肢体导联衔接方式加压单极肢体导联衔接方式单极单极加压加压aVR、aVL、aVFIIIRFVRVFaVRaVLaVFLVL加压单极肢体导联加压单极肢体导联.2321;21)2(

15、),1 ()2( ;0) 1 ( ;222, 2/ )(RVVRVVRVVVRaVRVVRRVVVRaVRVRVVRVLVFVFVLVRVVVVVLVFLVFVVLVFVVVLLVVVFFVWWCWCWCWCWCWW，且得出：由由此可见，加压单极肢体导联与单级肢体导联由此可见，加压单极肢体导联与单级肢体导联相比，所获波形外形不变，波幅添加相比，所获波形外形不变，波幅添加50%50%。RFaVRaVLaVF大小相等大小相等方向相反方向相反aVR+aVLL加压单极肢体导联加压单极肢体导联aVR+aVL+aVF=0RFaVFaVRaVLL-aVR-aVL-aVF心脏额面六轴系统心脏额面六轴系统30o

16、单极胸导联单极胸导联 1942年，Wilson提出单极胸导联的衔接方式 丈量心电图时，为了探测心脏某一部分区域电位变化，将探查电极安放在接近心脏的胸壁上，参考电极置于Wilson中心电端，探查电极所在部位电位的变化即为心脏部分电位的变化。V1V6V1V6WilsonWilson中心电端中心电端单极胸导联单极胸导联 胸导联胸导联chest leads 反映心脏程度面情反映心脏程度面情况况 单极胸导联：单极胸导联：V1V6 采用六个吸附式电极采用六个吸附式电极单极胸导联单极胸导联放置位置放置位置导导联联位置位置V1胸骨右缘胸骨右缘4肋间隙肋间隙V2胸骨左缘胸骨左缘4肋间隙肋间隙V3V V2与与V4

17、的中点的中点V4左锁骨中线与左锁骨中线与5肋间隙交点肋间隙交点V5V4水平与左腋前线交点水平与左腋前线交点V6V4水平与左腋中线交点水平与左腋中线交点特殊胸导联特殊胸导联放置位置放置位置导联导联位置位置V7V4水平与左腋后线交点水平与左腋后线交点V8V4水平与左肩胛骨线交点水平与左肩胛骨线交点V9V4水平与左脊旁线交点水平与左脊旁线交点V3RV5R右胸部与右胸部与V3V5对称处对称处双极胸导联双极胸导联Nehb Electrode 丈量胸部特定位置与肢体导联之间的心电丈量胸部特定位置与肢体导联之间的心电电位差。电位差。 CRVcnVR， CLVcnVL， CFVcnVF， 其中其中Vcn为胸部

18、电极为胸部电极V1 V6的心电电位的心电电位 CR、CL、CF表示分别接到三个肢体上的表示分别接到三个肢体上的参考电极。参考电极。 不常用不常用 ECG导联体系小结导联体系小结 I I、IIII、III III EinthovenEinthoven等边三角形，接等边三角形，接法法 aVRaVR、aVLaVL、aVFaVFWilsonWilson中心电端，接法中心电端，接法，以及与单极肢体导联异同，以及与单极肢体导联异同 V1V6 V1V6 接法接法心电图机心电图机19111911年，根据年，根据EinthovenEinthoven的论文，英国电器的论文，英国电器工程师杜德尔工程师杜德尔Will

19、iam du Bois William du Bois Duddell Duddell ，设计出了第一批推向市场的心，设计出了第一批推向市场的心电图机。电图机。 ECG的主要分类一的主要分类一 按通道数分类按通道数分类 单道单道/导心电图机导心电图机 多道多道/导心电图机导心电图机ECG的主要分类二的主要分类二 按信号处置方式分类按信号处置方式分类 模拟式心电图机模拟式心电图机 数字式心电图机数字式心电图机模拟式心电图机模拟式心电图机 可以以为只是一台记可以以为只是一台记录仪；录仪； 它将人体心电信号转它将人体心电信号转化为可读的固定格式化为可读的固定格式的机械位移信号；的机械位移信号； 据此

20、丈量电压与时间据此丈量电压与时间的关系。的关系。光电光电 ECG-6511 ECG-6511数字式心电图机数字式心电图机 GE Maquette GE Maquette MAC 1200MAC 1200定义：采用了数字信号定义：采用了数字信号处置技术处置技术A/DA/D转换转换的一切具有心电记录功的一切具有心电记录功能的安装。能的安装。福田福田FX-7402外观正面图外观正面图FX-7402外观侧后图外观侧后图ECG的构造框图的构造框图数字式数字式ECG构造框图构造框图数字化数字化心电图机心电图机 Electrocardiograph 在学术上的定义在学术上的定义 心电图机是把心脏产生的微弱电

21、流心电图机是把心脏产生的微弱电流mV级级接纳、放大并记录出心电图的安装。接纳、放大并记录出心电图的安装。ECG的原理框图的原理框图信号采集信号采集信号预处置信号预处置放大与滤波放大与滤波A/DA/D转换转换 共模抑制 消除干扰信号 前置放大信号预处置信号预处置AmplifyingWeak signalStrong signal 放大 滤波放大与滤波放大与滤波AmplifyingWeak SignalStrong SignalFilteringFiltered SignalOriginal Signal Data acquisition card Data storageADconversion

22、Digital signalAnalog signalA/D转换转换Digital signalStorePC记录和存储记录和存储一、输入部分一、输入部分 主要包括：主要包括： 电极和导联线电极和导联线 过压维护过压维护 高频滤波电路高频滤波电路 缓冲放大器缓冲放大器 屏蔽驱动电路屏蔽驱动电路 威尔逊网络威尔逊网络 导联选择电路导联选择电路 右腿驱动电路右腿驱动电路一、输入部分一、输入部分 主要作用：主要作用： 从人体提取心电信号；从人体提取心电信号； 按照要求组合导联；按照要求组合导联； 滤除空间电磁波的干扰；滤除空间电磁波的干扰； 防止高电压损坏仪器。防止高电压损坏仪器。 1、电极和导联线

23、、电极和导联线 体表电极，应满足如下要求：电极电位体表电极，应满足如下要求：电极电位稳定；阻抗小；安放容易且不易零落；稳定；阻抗小；安放容易且不易零落；不易产生运动伪迹；可长期监测；无毒不易产生运动伪迹；可长期监测；无毒平安、对人体刺激要小。平安、对人体刺激要小。 导联线：应柔软耐折，各接插头的衔接导联线：应柔软耐折，各接插头的衔接牢靠。牢靠。 外加屏蔽层，并且屏蔽层接地，抗干扰外加屏蔽层，并且屏蔽层接地，抗干扰。皮肤的角质层虽然极皮肤的角质层虽然极薄约薄约40m40m，但具，但具有很高的电阻率。普有很高的电阻率。普通在电极外表涂上一通在电极外表涂上一层含有层含有Cl-Cl-离子的导电离子的导

24、电膏，以坚持良好接触。膏，以坚持良好接触。当电极相对于电解液运当电极相对于电解液运动时，使界面处电荷分动时，使界面处电荷分布打乱，会产生运动伪布打乱，会产生运动伪迹。迹。1、电极与导联线、电极与导联线2、过压维护、过压维护 过压维护：防止心电导联线窜入高压过压维护：防止心电导联线窜入高压信号。信号。 采用电阻和气体放电管氖管作为采用电阻和气体放电管氖管作为高电压限幅放电器高电压限幅放电器70V2、过压维护、过压维护 采用采用2支反向并联二极管作为中低电压限支反向并联二极管作为中低电压限幅器幅器0.7V3、高频滤波电路、高频滤波电路 目的：滤去不需求的高频信号，以减少高频目的：滤去不需求的高频信

25、号，以减少高频干扰而确保心电信号的经过。干扰而确保心电信号的经过。RCfC21生物信号及干扰源频率分布生物信号及干扰源频率分布电磁感应等进入电磁感应等进入ECG的途径的途径4、缓冲放大器、缓冲放大器 目的：主要是为了提高电路的输入阻目的：主要是为了提高电路的输入阻抗，减小心电信号衰减和匹配失真，抗，减小心电信号衰减和匹配失真，普通采用电压跟随器实现。普通采用电压跟随器实现。 输入阻抗高，减少输入阻抗高，减少ECG信号失真。信号失真。5、屏蔽驱动电路、屏蔽驱动电路 目的：消除导联线芯线与屏蔽层之间分布电目的：消除导联线芯线与屏蔽层之间分布电容引起的干扰。容引起的干扰。5、屏蔽驱动电路、屏蔽驱动电

26、路 保证屏蔽层的地与信号地之间是等电位；保证屏蔽层的地与信号地之间是等电位； 将屏蔽层的地与信号地隔离。将屏蔽层的地与信号地隔离。6、威尔逊网络、威尔逊网络 作用与导联选择电路相配合作用与导联选择电路相配合 可减小均压电阻对心电信号的衰减可减小均压电阻对心电信号的衰减 又不影响放大器的输入阻抗。又不影响放大器的输入阻抗。威尔逊网络衔接原理图威尔逊网络衔接原理图7、导联选择电路、导联选择电路 对人体上放置的对人体上放置的10个电极进展组合，个电极进展组合，构成需求的国际规范构成需求的国际规范12导联的安装。导联的安装。 导联选择电路采用模拟电子开关集成导联选择电路采用模拟电子开关集成电路，可以自

27、动或手动选择各导联。电路，可以自动或手动选择各导联。 采用采用4个编码控制的电子开关实现。个编码控制的电子开关实现。8、右腿驱动技术、右腿驱动技术 目的：减少位移电流、维护人体平安目的：减少位移电流、维护人体平安、抑制共模信号的作用。、抑制共模信号的作用。二、放大部分二、放大部分 主要包括：主要包括： 前置放大器前置放大器 1mV定标电路定标电路 起搏脉冲抑制器起搏脉冲抑制器 光电耦合电路光电耦合电路 中间放大电路中间放大电路 交流交流/肌电滤波电路肌电滤波电路 功率放大电路功率放大电路二、放大部分二、放大部分 主要作用主要作用 将将mV级的心电信号放大到可以察看级的心电信号放大到可以察看和记

28、录的程度；和记录的程度； 滤除干扰信号。滤除干扰信号。1、前置放大器、前置放大器 信号放大的第一级放大器。信号放大的第一级放大器。 主要功能：主要功能： 滤除一些共模干扰信号滤除一些共模干扰信号 对心电信号进展有限制的放大对心电信号进展有限制的放大 前置放大器的特殊要求：前置放大器的特殊要求： 高输入阻抗、高共模抑制比高输入阻抗、高共模抑制比 低零点漂移、低噪声低零点漂移、低噪声 宽的线性任务范围宽的线性任务范围 2、1mV定标电路定标电路 作用：作用： 定标定标 用于时间常数的丈量和阻尼的检测用于时间常数的丈量和阻尼的检测 1mV的规范电压信号，作为衡量所描记的心的规范电压信号，作为衡量所描

29、记的心电图波形幅度的规范。电图波形幅度的规范。 普通来说，运用前需求进展定标检查。普通来说，运用前需求进展定标检查。2、1mV定标电路定标电路由由V100V100、ZD100ZD100、VR100VR100和分压电阻和分压电阻R R、R134R134组成组成lmVlmV定标信号发生器。在定标信号发生器。在R134R134上得到上得到1mV1mV电压。电压。1mV1mV的调整由调理可变电阻的调整由调理可变电阻VR100VR100实现。实现。1mV1mV3、起搏脉冲抑制电路、起搏脉冲抑制电路 具有限幅作用的高频电路。具有限幅作用的高频电路。 作用：是降低起搏脉冲信号脉宽作用：是降低起搏脉冲信号脉宽

30、13ms、反复频率约、反复频率约1Hz的幅度，的幅度，限幅电压约为限幅电压约为0.7V 。3、起搏脉冲抑制电路、起搏脉冲抑制电路 起搏脉冲信号和心电信号同时输入心电起搏脉冲信号和心电信号同时输入心电图机，易引起放大器阻塞和基线漂移。图机，易引起放大器阻塞和基线漂移。 由于正常心电信号幅度较小，该电路对由于正常心电信号幅度较小，该电路对心电信号没有影响。心电信号没有影响。3、起搏脉冲抑制电路、起搏脉冲抑制电路 由由D120D120、D121D121、C111C111、C112C112组成起搏脉冲抑制组成起搏脉冲抑制电路。电路。降低起搏脉冲的幅度，降低起搏脉冲的幅度，限幅电压为限幅电压为0.7V0

31、.7V。起搏脉冲使起搏脉冲使D120D120、D121D121瞬时导通并给瞬时导通并给C111C111、C112C112充电，使其幅度被充电，使其幅度被减小并展宽。心电图上减小并展宽。心电图上可以见到起搏脉冲，但可以见到起搏脉冲，但不影响心电图波形的真不影响心电图波形的真实情况。实情况。4、光电耦合电路、光电耦合电路 作用：将与患者相连的输入部分和前置作用：将与患者相连的输入部分和前置放大部分的地线同整机地线相隔离。防放大部分的地线同整机地线相隔离。防止微电击。止微电击。 5、中间放大电路、中间放大电路 主要作用：采用直流放大器。对心电主要作用：采用直流放大器。对心电信号进展电压放大，普通均采

32、用差分信号进展电压放大，普通均采用差分式放大电路。式放大电路。 包括：包括： 增益调理；增益调理； 闭锁电路；闭锁电路； 50Hz干扰抑制电路；干扰抑制电路； 肌电干扰抑制电路。肌电干扰抑制电路。增益调理电路增益调理电路增益调理放大器由增益调理放大器由IC115AIC115A、VR102VR102等组成。等组成。调理调理VR102VR102可改动前置放大可改动前置放大电路的总增益。电路的总增益。正常情况下，调理正常情况下，调理VR102VR102应应使使1mV1mV标压信号在前置放大电标压信号在前置放大电路的输出为路的输出为0.5V0.5V。在规范灵敏度时，该级增益在规范灵敏度时，该级增益为为

33、1616倍。倍。X0.5X0.5、X1X1、X2X2与与R159R159、R191R191、VR101VR101、C117C117、R160R160有关有关, ,假假设设C117C117漏电对增益影响较大。漏电对增益影响较大。6、交流、交流/肌电滤波电路肌电滤波电路 有源陷波网络有源陷波网络的交流滤波电的交流滤波电路。路。 抑制抑制50Hz交流交流干扰并将其衰干扰并将其衰减为原振幅的减为原振幅的1/8。 抑制抑制35Hz肌电肌电干扰并将其衰干扰并将其衰减减3dB。工频干扰工频干扰肌电干扰肌电干扰6 6、交流、交流/ /肌电滤波电路肌电滤波电路由由IC116AIC116A、IC116BIC116

34、B和和R161R166R161R166、C118C120C118C120组成有源陷波网络的交组成有源陷波网络的交流滤波电路，抑制流滤波电路，抑制50Hz50Hz，衰减衰减1/81/8。由由R167R167、C121C121组成肌电组成肌电干扰抑制滤波电路，用干扰抑制滤波电路，用驱动器驱动器V105V105、V106V106来控来控制，抑制制，抑制35Hz35Hz肌电干扰，肌电干扰，衰减衰减3dB3dB。7、功率放大器、功率放大器 作用：进展功率放大，以便有足够的作用：进展功率放大，以便有足够的电流去推进记录器任务。因此，功率电流去推进记录器任务。因此，功率放大器亦称驱动放大器。放大器亦称驱动放

35、大器。 功率放大器采用对称互补级输出的单功率放大器采用对称互补级输出的单端推挽电路比较多。端推挽电路比较多。三、记录部分三、记录部分 记录部分包括记录器、热描记器简记录部分包括记录器、热描记器简称热笔及热笔温控电路。称热笔及热笔温控电路。 记录器是将心电信号的电流变化转换记录器是将心电信号的电流变化转换为机械记录笔挪动的安装。为机械记录笔挪动的安装。 如今常用的有动圈式记录器和位置反如今常用的有动圈式记录器和位置反响式记录器以及热阵打印式记录器。响式记录器以及热阵打印式记录器。 四、走纸部分四、走纸部分 作用：使记录纸按规定速度随时间做作用：使记录纸按规定速度随时间做匀速挪动，记录笔随心电信号

36、变化的匀速挪动，记录笔随心电信号变化的幅度值，便被幅度值，便被“拉开描记出心电图。拉开描记出心电图。 为了准确地描记心电图，要求走纸速为了准确地描记心电图，要求走纸速度稳定、速度转换迅速可靠。度稳定、速度转换迅速可靠。 普通设有稳速和调速电路，需求时可普通设有稳速和调速电路，需求时可随时校准速度。随时校准速度。 五、控制部分五、控制部分 目前绝大多数心电图机尤其是多导同目前绝大多数心电图机尤其是多导同步记录心电图机都采用微处置器控制步记录心电图机都采用微处置器控制。 控制部分的中心是微处置器，担任整控制部分的中心是微处置器，担任整机各部分电路的控制，如信号采集、机各部分电路的控制，如信号采集、

37、放大、放大、A/D变换、存储、分析、显示变换、存储、分析、显示、记录等。、记录等。六、电源部分六、电源部分 普通都采用交直流两用供电方式。普通都采用交直流两用供电方式。 交流电源，普通采用开关电源。交流电源，普通采用开关电源。 直流电源，普通用蓄电池或干电池，直流电源，普通用蓄电池或干电池， 电池充电电路；电池充电电路； 交直流自动切换安装。交直流自动切换安装。ECG的主要性能参数的主要性能参数 输入电阻输入电阻 噪声和漂移噪声和漂移 线性线性 阻尼阻尼 共模抑制比共模抑制比 绝缘性能绝缘性能 灵敏度灵敏度 时间常数时间常数 极化电压极化电压 频率呼应频率呼应 走纸速度走纸速度1、输入电阻、输

38、入电阻是在前置放大器输入端丈量的等是在前置放大器输入端丈量的等效阻抗效阻抗 。它影响放大电路的总增。它影响放大电路的总增益。益。普通运用缓冲放大器。普通运用缓冲放大器。 1、输入电阻、输入电阻体表电极等效电阻体表电极等效电阻为为10150K 输入电阻愈大，因电极接触电阻不同而引起的波形失真越小。国内要求大于2.5M；国际上要求大于50M。iosiiisisiioVVRRVRRVRRRV112、灵敏度、灵敏度 是指输入是指输入1mV电压时描笔偏转的幅度，通常电压时描笔偏转的幅度，通常用用mm/mV表示，它反映了整机放大器放大表示，它反映了整机放大器放大倍数的大小。倍数的大小。 普通分为三挡普通分

39、为三挡5、10、20 mm/mV、数、数字心电图有自动增益档。字心电图有自动增益档。 正常形状下，正常形状下，ECG的规范灵敏度为规范灵敏的规范灵敏度为规范灵敏度为度为10 0.2mm/mV 。2、灵敏度、灵敏度 检测方法检测方法 导联选择开关置于导联选择开关置于“Test位，灵敏度选位，灵敏度选择开关置于择开关置于 “10 mm/mV，在走纸过程，在走纸过程中不断地打出矩形波。描记幅度应正好中不断地打出矩形波。描记幅度应正好为为10mm。 最大允许相对偏向为最大允许相对偏向为 0.5mm。 3、噪声和漂移、噪声和漂移 噪声指的是心电图噪声指的是心电图机在没有输入信号机在没有输入信号时仍有微小

40、杂乱波时仍有微小杂乱波输出。输出。 由内部元器件电子由内部元器件电子热运动等产生的；热运动等产生的；不是因运用不当、不是因运用不当、外来干扰构成的。外来干扰构成的。3、噪声和漂移、噪声和漂移 噪声包括低频噪声、热噪声、散粒噪声。噪声包括低频噪声、热噪声、散粒噪声。 低频噪声是影响生物信号提取的主要妨碍低频噪声是影响生物信号提取的主要妨碍。3、噪声和漂移、噪声和漂移 漂移是指输出电压偏离原来起始点而上下漂移是指输出电压偏离原来起始点而上下漂动缓慢变化的景象。漂动缓慢变化的景象。 由于晶体管参数随温度的变化而产生；由于晶体管参数随温度的变化而产生； 放大器电源电压的动摇引起静态任务点产放大器电源电

41、压的动摇引起静态任务点产生变化；生变化； 电路元件老化，其参数随着运用时间的延电路元件老化，其参数随着运用时间的延伸而改动。伸而改动。3、噪声和漂移、噪声和漂移 检测方法：机器接通电源，走纸，察看记录检测方法：机器接通电源，走纸，察看记录笔迹应是一条很平稳光滑的直线。笔迹应是一条很平稳光滑的直线。 假设笔迹有微小抖动，那么是噪声所致；假设笔迹有微小抖动，那么是噪声所致； 假设基线位置缓慢挪动，那么是漂移所致。假设基线位置缓慢挪动，那么是漂移所致。3、噪声和漂移、噪声和漂移 要求：噪声和漂移越小越好，在描记要求：噪声和漂移越小越好，在描记的曲线中应看不出。的曲线中应看不出。 ECG计量规范要求：

42、计量规范要求： 噪声：噪声：35uV； 60s内基线漂移：内基线漂移：5mm。4、时间常数、时间常数 在直流输入时，心电图机描记出的信号在直流输入时，心电图机描记出的信号幅度将随时间的添加而逐渐下降，输出幅度将随时间的添加而逐渐下降，输出幅度自幅度自100下降到下降到37左右所需的时左右所需的时间。间。4、时间常数、时间常数 时间常数时间常数是是RC滤波电路滤波电路特性目的。特性目的。 =RC 电容器电容器C的充电电流的充电电流 it是时间是时间 t 的函数：的函数：/)(teRViti4、时间常数、时间常数 当当 t 等于时间常等于时间常数数时，其值衰减时，其值衰减到初始值的到初始值的1/e

43、，即即37。 ECG规定时间常规定时间常数数3.2s。 假设假设过小，幅值就下降过快，甚至会使输入过小，幅值就下降过快，甚至会使输入信号为方波信号时输出信号变成尖峰波，这信号为方波信号时输出信号变成尖峰波，这就不能反映心电波形的真实情况。就不能反映心电波形的真实情况。HzRCfH05. 0214、时间常数、时间常数 检测方法：心电图机任务在规范灵敏检测方法：心电图机任务在规范灵敏度。将描笔基线调置记录纸中心线上度。将描笔基线调置记录纸中心线上，走纸，按下，走纸，按下lmV定标电压开关，直定标电压开关，直到记录笔回到记录纸中心线再松开，到记录笔回到记录纸中心线再松开，停顿走纸。停顿走纸。5、线性

44、、线性 ECG的线性包括：移位的线性和丈量电压的的线性包括：移位的线性和丈量电压的线性。线性。 影响线性目的的要素：影响线性目的的要素： 晶体管的输入晶体管的输入/输出特性；输出特性； 差动放大器电路的对称性；差动放大器电路的对称性； 放大器任务点的设置。放大器任务点的设置。5、线性、线性 移位的线性移位的线性 在描记宽度允许的范围内，处于任何位置时在描记宽度允许的范围内，处于任何位置时，输入一样幅度的信号：，输入一样幅度的信号： 描笔偏转的幅度假设一样，那么线性良好；描笔偏转的幅度假设一样，那么线性良好； 描笔偏转的幅度假设不同，那么线性不好。描笔偏转的幅度假设不同，那么线性不好。5、线性、

45、线性 移位的线性的检测：将描笔基线调到移位的线性的检测：将描笔基线调到记录纸的下沿处，灵敏度选择开关置记录纸的下沿处，灵敏度选择开关置10mm/mV，走纸，并不断给出，走纸，并不断给出1mV规范信号，同时调理基线电位器，改规范信号，同时调理基线电位器，改动描笔在记录纸上的基线位置。动描笔在记录纸上的基线位置。5、线性、线性丈量电压的线性丈量电压的线性线性好的心电图机，在输入信号幅度线性好的心电图机，在输入信号幅度变化时，输出信号应与输入信号成正变化时，输出信号应与输入信号成正比变化。比变化。规定：当任务频率在规定：当任务频率在0.05100Hz范围范围内时，要求描笔记录幅度在内时，要求描笔记录

46、幅度在20mm之之内，线性误差应小于内，线性误差应小于10%。5、线性、线性丈量电压的线性检测方法丈量电压的线性检测方法灵敏度选择开关置灵敏度选择开关置10mm/mV，分别输入，分别输入0.1mV，0.2mV，不同的幅值信号时，不同的幅值信号时，假设描记下来的信号高度分别为，假设描记下来的信号高度分别为1mm，2mm，那么阐明心电图机线性好，那么阐明心电图机线性好，线性误差为零。，线性误差为零。实践上由于心电放大器非线性失真等缘由实践上由于心电放大器非线性失真等缘由，心电图总是存在一定线性误差。，心电图总是存在一定线性误差。6、耐极化电压、耐极化电压 极化电压：是当电流经过电极界面时极化电压：

47、是当电流经过电极界面时电极电位偏离平衡电位的变化电压。电极电位偏离平衡电位的变化电压。极化电压的大小会直接影响检测器的极化电压的大小会直接影响检测器的灵敏度，会产生基线漂移等景象。灵敏度，会产生基线漂移等景象。 极化电压最高时可达数十毫伏乃至上极化电压最高时可达数十毫伏乃至上百毫伏。百毫伏。 由于温度的变化以及电场和电磁场的由于温度的变化以及电场和电磁场的影响，电极易产生极化电压，普通为影响，电极易产生极化电压，普通为200300mV。6、耐极化电压、耐极化电压 规定要求加规定要求加300mV的直流极化电压的直流极化电压，灵敏度变化不大于，灵敏度变化不大于5%。 目前，普通心电图机在误差允许范

48、围目前，普通心电图机在误差允许范围内，可耐受内，可耐受500mV以上的直流极化以上的直流极化电压。电压。7、阻尼、阻尼 是指抑制记录器产生自激振荡的才干是指抑制记录器产生自激振荡的才干，调理适当就可防止记录器按固有频，调理适当就可防止记录器按固有频率振荡运动。率振荡运动。 留意电图机的阻尼过大时，心电图上留意电图机的阻尼过大时，心电图上微小的波形幅值降低，严重时甚至描微小的波形幅值降低，严重时甚至描记不出来；记不出来； 当阻尼过小时，心电图上的尖峰波当阻尼过小时，心电图上的尖峰波如如R波，波，S波等幅值会添加。波等幅值会添加。7、阻尼、阻尼 检测方法：检测方法： 灵敏度调于灵敏度调于10mm/

49、mV，走纸，不断打出，走纸，不断打出规范电压的矩形波，并察看波形。规范电压的矩形波，并察看波形。阻尼正常阻尼正常过阻尼过阻尼欠阻尼欠阻尼7、阻尼、阻尼模拟模拟ECGECG计量规程要求：计量规程要求：内定标电压误差内定标电压误差5%5%，过冲，过冲10%10%。数字式心电图机因运用热阵式记录器，不数字式心电图机因运用热阵式记录器，不会产生阻尼的问题。会产生阻尼的问题。8、频率呼应特性、频率呼应特性 心电图输入一样幅值、不同频率信号心电图输入一样幅值、不同频率信号时，其输出信号幅度随频率变化的关时，其输出信号幅度随频率变化的关系称为频率呼应。系称为频率呼应。 主要影响主要影响ECG的频率呼应的要素

50、：的频率呼应的要素： 放大器放大器 记录器记录器8、频率呼应特性、频率呼应特性 人体心电波形并不是单一频率的，而人体心电波形并不是单一频率的，而是可以分解成不同频率、不同比例的是可以分解成不同频率、不同比例的正弦波成分，而且心电信号含有丰富正弦波成分，而且心电信号含有丰富的高次谐波。的高次谐波。 放大器对不同频率的信号的放大才干放大器对不同频率的信号的放大才干并不是完全一样的。并不是完全一样的。 要求：频率呼应越宽越好。普通心电要求：频率呼应越宽越好。普通心电放大器比较容易满足频宽要求，而记放大器比较容易满足频宽要求，而记录器是决议频率呼应的主要要素。录器是决议频率呼应的主要要素。8、频率呼应

51、特性、频率呼应特性 截止频率是反映电路频率特性的特殊频率。截止频率是反映电路频率特性的特殊频率。 定义：当信号频率降低或升高使得增益定义：当信号频率降低或升高使得增益A() 下降到中频增益下降到中频增益A0的的0.707倍时，对应的频率倍时，对应的频率，分别称为增益的低端截止频率，分别称为增益的低端截止频率 fL 和高端截和高端截止频率止频率 fH 。dBAAAAAAAdBffdB322log20|log20|22|log20|log200008、频率呼应特性、频率呼应特性 数字数字ECG计量规程：以计量规程：以10Hz 正弦波为参考值正弦波为参考值 滤波器封锁时，滤波器封锁时， 在在0.55

52、0Hz 内随频率变化，幅度的最大允许内随频率变化，幅度的最大允许偏向偏向-10%+5% ； 在在5075Hz 内随频率变化，幅度的最大允许内随频率变化，幅度的最大允许偏向偏向-30%+5% ； 符合运用阐明书的要求。符合运用阐明书的要求。 滤波器接通时，应符合运用阐明书的要求。滤波器接通时，应符合运用阐明书的要求。 目前心电图机频响范围能到达目前心电图机频响范围能到达0.05150Hz。9、共模抑制比、共模抑制比 CMRR：指心电图机的差模信号心电：指心电图机的差模信号心电信号放大倍数信号放大倍数Ad与共模信号干扰和与共模信号干扰和噪声放大倍数噪声放大倍数Ac之比。之比。 CMRR=Ad/Ac

53、 ECG普通都采用差动式电路。这种电路普通都采用差动式电路。这种电路对于共模信号有抑制造用。对于共模信号有抑制造用。9、共模抑制比、共模抑制比 干扰信号以共模信号的方式从放大器两端输干扰信号以共模信号的方式从放大器两端输入入Common-mode signalSource+-Receiving locationTransmissionNoise interference9、共模抑制比、共模抑制比 CMRR普通用分贝普通用分贝dB 表示表示 CMRRdB=20log|Ad/Ac| 规定要求：各导联规定要求：各导联CMRR89dB28,000倍倍 目前国际上规定：目前国际上规定：ECG100dB1

54、00,000倍倍 共模抑制比表示抗干扰才干的大小。共模抑制比表示抗干扰才干的大小。 CMRR越高，抗干扰才干越强。越高，抗干扰才干越强。10、走纸速度、走纸速度 规定：记录纸上横坐规定：记录纸上横坐标代表时间，纵坐标标代表时间，纵坐标代表波形的幅度；代表波形的幅度； 每大格为每大格为0.5mV/0.2s。 直接影响准确性。直接影响准确性。v=x/tv=x/t：当走纸速度为：当走纸速度为25mm/s25mm/s，灵敏度为，灵敏度为10mm/mV10mm/mV时，那么横坐标上时，那么横坐标上1mm1mm代表代表0.04s0.04s，纵坐标上纵坐标上1mm1mm代表代表0.1mV0.1mV。时间时间

55、电电压压11、绝缘性能、绝缘性能 为了保证医务人员和患者的平安，心电图为了保证医务人员和患者的平安，心电图机应具有良好的绝缘性。绝缘性通常用电机应具有良好的绝缘性。绝缘性通常用电源对机壳的电阻来表示，有时也用机壳的源对机壳的电阻来表示，有时也用机壳的漏电流表示。漏电流表示。 普通要求电源对机壳的绝缘电阻普通要求电源对机壳的绝缘电阻20M， 或漏电流应或漏电流应100A。11、绝缘性能、绝缘性能 浮地技术浮地技术 所谓浮地技术就是指将与病人直接相连所谓浮地技术就是指将与病人直接相连的电路如输入部分、前置放大部分的电路如输入部分、前置放大部分的地线悬空，与后级主放大电路、记录的地线悬空，与后级主放

56、大电路、记录器驱动电路及走纸部分的地线隔离，以器驱动电路及走纸部分的地线隔离，以保证病人与大地之间绝缘。保证病人与大地之间绝缘。接地的概念接地的概念 设备的信号接地任务接地，是以设备设备的信号接地任务接地，是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参中的一点或一块金属来作为信号的接地参考点，它为设备中的一切信号提供了一个考点，它为设备中的一切信号提供了一个公共参考电位。公共参考电位。 设备接地维护接地，在工程实际中，设备接地维护接地，在工程实际中，通常将设备的信号地，机壳与大地连在一通常将设备的信号地，机壳与大地连在一同，以大地作为设备的接地参考点。同，以大地作为设备的接地参考点。 两者概念不

57、同，目的也不同。两者概念不同，目的也不同。浮地技术浮地技术 浮地，即该电路的地与大地无导体衔接。浮地，即该电路的地与大地无导体衔接。 优点：该电路不受大地电性能的影响。优点：该电路不受大地电性能的影响。 缺陷：该电路易受寄生电容的影响，而使该缺陷：该电路易受寄生电容的影响，而使该电路的地电位变动和添加了对模拟电路的感电路的地电位变动和添加了对模拟电路的感应干扰。应干扰。ECG的浮地技术的浮地技术 ECG采用浮地技术主要是出于平安的思索采用浮地技术主要是出于平安的思索 实现方法：实现方法： 普通采用光电耦合电路进展信号传送；普通采用光电耦合电路进展信号传送； 在电源部分经过隔离变压器实现接地与浮

58、在电源部分经过隔离变压器实现接地与浮地的隔离。电磁耦合地的隔离。电磁耦合心电图机平安性能心电图机平安性能 根据根据和和规定心电图机运用部分分为：规定心电图机运用部分分为： B型：运用部分没有隔离。型：运用部分没有隔离。 BF型型: 运用部分浮地隔离运用部分浮地隔离,可用于体外和体可用于体外和体内内,但不能直接用于心脏。但不能直接用于心脏。 CF型型: 运用浮地隔离运用浮地隔离,对电击有高度防护对电击有高度防护,可可直接用于心脏。直接用于心脏。心电图机平安性能心电图机平安性能 设备维护接地电阻设备维护接地电阻0.2。心电图引见：心电图引见：ECG-6511 ECG6511型心电图机：型心电图机：

59、 消费商：日本光电公司、上海光电公消费商：日本光电公司、上海光电公司司 属于单道模拟式心电图机；属于单道模拟式心电图机； 交直流两种方式供电。交直流两种方式供电。 ECG-6511主要规格主要规格 导联：规范导联：规范12导联导联 幅度频率特征：幅度频率特征：0.05-75Hz-3dB至至+0.4dB 时间常数：时间常数：3.2s 记录方式：热笔式记录方式：热笔式 记录纸：记录纸：50/30mm卷纸卷纸 平安性：平安性：类类 内部电源内部电源 CF型型 特点：模拟特点：模拟ECG、单道手动记录、热、单道手动记录、热笔描记笔描记ECG-6511原理框图原理框图6511的输入部分的输入部分 过压维护；氖管、二过压维护；氖管、二极管。极管。 RC高频滤波电路高频滤波电路 缓冲放大电路缓冲放大电路 Wilson网络网络 导联选择电路导联选择电路 屏蔽驱动电路屏蔽驱动电路 没有右腿驱动电路没有右腿驱动电路灵敏度灵敏度/ /滤波选择电路滤波选择电路 由由IC115BIC115B、R175R175、R176R176、R178R178和负反响